java面试题-请说出同步线程及线程调度相关的方法

1. 理解同步线程

在多线程编程中，同步是一种重要的机制，用于协调多个线程的执行顺序，确保线程之间的数据访问是安全的。Java提供了多种同步线程的方法，其中包括wait()、sleep()、notify()、notifyAll()等。在本教程中，我们将深入探讨这些方法的使用和区别，并提供详细的示例代码。

2. 同步线程方法详解

2.1 wait()

wait()方法使一个线程处于等待（阻塞）状态，并且释放所持有的对象的锁。这个方法通常与notify()和notifyAll()一起使用，用于线程间的协调。

public class WaitNotifyExample {
    private final Object lock = new Object();

    public void waitForSignal() {
        synchronized (lock) {
            try {
                System.out.println("Thread is waiting for a signal...");
                lock.wait(); // 等待其他线程发出通知
                System.out.println("Thread received a signal.");
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public void sendSignal() {
        synchronized (lock) {
            System.out.println("Sending a signal to the waiting thread.");
            lock.notify(); // 唤醒等待的线程
        }
    }
}

2.2 sleep()

sleep()方法使一个正在运行的线程处于睡眠状态，是一个静态方法，调用此方法要处理InterruptedException异常。与wait()不同，sleep()不会释放对象的锁。

public class SleepExample {
    public void sleepExample() {
        try {
            System.out.println("Thread is sleeping...");
            Thread.sleep(2000); // 线程睡眠2秒
            System.out.println("Thread woke up.");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

2.3 notify() 和 notifyAll()

notify()方法唤醒一个处于等待状态的线程，而notifyAll()唤醒所有处于等待状态的线程。注意，使用notify()时，并不能确切唤醒某一个等待状态的线程，由JVM确定唤醒哪个线程，与线程的优先级无关。

public class NotifyExample {
    private final Object lock = new Object();

    public void waitForSignal() {
        synchronized (lock) {
            try {
                System.out.println("Thread is waiting for a signal...");
                lock.wait();
                System.out.println("Thread received a signal.");
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public void sendSignal() {
        synchronized (lock) {
            System.out.println("Sending a signal to the waiting thread.");
            lock.notify();
            // 或使用 lock.notifyAll(); 唤醒所有等待的线程
        }
    }
}

2.4 wait() 和 sleep() 区别

最大的区别在于，在等待时，wait()会释放锁，而sleep()一直持有锁。wait()通常用于线程间的交互，而sleep()通常用于暂停执行。

3. 最佳实践与总结

在多线程编程中，同步方法的合理使用是确保程序正确性和性能的关键。通过使用wait()、sleep()、notify()和notifyAll()等方法，可以实现线程间的协调和同步。选择适当的方法取决于具体的应用场景，合理使用这些方法能够提高程序的效率和可维护性。